1913’de Görele’de doğdu. Ailesinin beş çocuğundan ikincisidir. Trabzon Lisesi’nde okurken, 1927’de bu okula resim öğretmeni atanan Zeki Kocamemi’nin öğrencisi oldu. Onun derslerinin etkisi ve okul müdürünün özendirmesiyle 1929’da İstanbul Güzel Sanatlar Akademisi’ne (şimdi Mimar Sinan Üniversitesi) girdi. Burada Nazmi Ziya ve İbrahim Çallı’nın öğrencisi oldu. 1930’da eğitimini bitirmeden, ağabeyisi Sabahattin Eyüboğlu’nun yanına Paris’e gitti. Orada André Lhote’un yanında resim çalıştı. Daha sonra evleneceği Rumen asıllı eşi Eren Eyüboğlu ile de burada tanıştı.
Yurda döndükten sonra 1934’te D Grubu’nun dördüncü sergisine otuz resmi ile katıldı. İlk kişisel sergisini de aynı yıl Bükreş’te açtı. 1934’te katıldığı Akademi’nin diploma yarışmasında üçüncü oldu. Bu derece ile mezun olmak istemediği için bir yandan diploma yarışmasına yeniden hazırlanırken, bir yandan da bir süre Çerkeş demiryolu yapımında çevirmenlik yaptı, Tekel Genel Müdürlüğü’nde çalıştı. 1936’daki diploma yarışmasında Hamam adlı kompozisyonuyla birinci oldu. Aynı yıl Moskova’da düzenlenen Çağdaş Türk Sanat Sergisi’ne katıldı. 1937’de Cemal Tollu’yla birlikte Akademi’nin Resim Bölümü Şefi Léopold Lévy’nin asistanı oldular. Bedri Rahmi birçok ressamın katıldığı CHP’nin kültür programı çerçevesinde resim yapmak için 1938’de Edirne’ye, 1941’de de Çorum’a gitti. Bu dönem resimlerinde köy manzaraları, köy kahveleri, faytonlu yollar, iğde dalı takmış gelinler gibi Anadolu’ya özgü görünümler egemendir.
Resimlerinde geleneksel halk sanatlarından seçtiği motifleri başarılı bir biçimde kullandığı gibi şiirlerinde de halk edebiyatının masal, deyiş gibi türlerine karşı duyduğu hayranlığı yansıtır.
1940’lardan sonra duvar resimlerine yönelen Bedri Rahmi, Paris’te İnsan Müzesi’nde ilkel kavimlerin sanatını inceledikten sonra güzelin yararlı, yararlının güzel olabileceği fikrini benimsedi ve eserlerinde bu görüşü yansıttı. 1950’de mozaik çalışmalarına başladı ve bu alanda uluslararası başarılar elde etti. 1958’de Uluslararası Brüksel Sergisi için 272 m²’lik bir mozaik pano gerçekleştirdi ve bu eseriyle serginin büyük ödülü olan altın madalyayı kazandı. Bundan bir yıl sonra Paris’teki NATO yapısı için, şimdi Brüksel’de bulunan, 50 m²’lik bir mozaik pano hazırladı. 1960 ve 1961’de iki kez ABD’ye gitti. Orada birçok geziye katıldı, konferanslar verdi ve resim çalışmaları yaptı. 1969’da Sao Paulo Bienali’nde onur madalyası kazandı.
1927’de başladığı resim öğretmenliğini ise ölümüne kadar sürdürmüş ve çok sayıda öğrenci yetiştirmiştir.
Bedri Rahmi 1928’de daha lise öğrencisiyken şiir yazmaya başlamıştır. Şiirlerine, 1933’ten sonra Yeditepe, Ses, Güney, İnsan, İnkılapçı Gençlik ve Varlık dergilerinde yer verilmiştir. 1941’den başlayarak çeşitli şiir kitapları yayımlanmıştır. Halk edebiyatının masal, şiir, deyiş gibi her türüne karşı duyduğu hayranlık, şiirlerine de yansımıştır. Halk dilinden ve şiirinden aldığı öğeleri kendine özgü bir biçimde kullanarak halk diline yaklaşma çabasını sonuna dek götürmüştür. Bu nitelikleriyle şiirleri, resimleriyle büyük bir benzerlik gösterir. Akıcı, rahat bir dille kaleme aldığı gezi ve deneme yazılarında ise sürekli gündeminde olan halk kültürü, halk sanatı konularındaki görüşlerini sergilemiştir.
Bedri Rahmi Eyüboğlu 21 Eylül 1975’te vefat etti.